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地基工程范文1
(1)等級確定:巖土工程勘察應依據工程形成,按照干巖土工程勘察規范在對地基復雜程度、地基設計、現場場地復雜狀況分析的基礎上,與工程實踐相結合開展等級劃分,如若某軟土工程依照規范設定為二級,則場地等級與復雜程度等都應依據二級標準,也就是場地中包含灰色粉質土、雜填土、中粗砂、粉質土、粉質粘土及細砂等土質成分,所以工程勘察等級定為乙級。(2)工作量與勘察手段確定:工程勘察前應先估算工作量,初步確定需用的勘察技術手段;如對建筑周圍的勘察點不知,孔深與間距確定及鉆孔數量計算,由此整理匯總為整體工程所需的工程量及總采樣數量;整理完成后制定恰當的工程流程并選用有效勘察手段。(3)取樣數量:在前期土壤勘察基礎上可相應的制定試驗取樣位置與數量,以保證在標準時間內完成樣品檢測;取樣數量的設定還要以工程量為依據,明確勘察試驗的具體時間流程,以確保試驗充分。(4)工程水文狀況:勘察過程中應及時了解工程周圍的水文狀況,如掌握地下水的排泄、徑流情況等。由于地下水對軟土地基影響較大,地下水的波動可能會造成勘察失誤,所以應根據地下水狀況實行有效的勘察及試驗手段,以防止周期性地下水波動干擾勘察試驗結果。
2軟土地基工程勘察技術要點
2.1調查測繪
調查測繪中需注意的要點包括:軟土層厚度、埋深與層間性質類型;軟土分布范圍、形成方式與基地低層類型;地下水排泄與補給狀況及其與地表水的水利聯系;軟土內砂夾層的顆粒成分、厚度及透水性能;軟土地基上已完成建筑對于地基變形及強度的影響;軟土地基分布路段的地貌、地形及第四紀地層沉積聯系。
2.2勘探點布置及深度
(1)勘探點應以建筑周邊線及角點為依據進行布置,對于地基的主要受力層或下臥層起伏過大的部位應加設勘探點以探測其變化過程;對于單棟高層建筑,需符合地基均勻性評價標準,勘探點布置應在4個以上;對于建筑密集區域,勘探點可適當減少,但應保證各棟建筑含有1個控制性勘探點;(2)勘探孔深度應能控制地基主要受力層,若基礎底面寬度在5m以下時,勘探孔的深度對獨立柱基礎應大于基礎底面寬度的1.5倍,對條形基礎應大于基礎底面寬度的3倍,且均應在5m以上;當存在大面積軟弱下臥層或地面堆載時需適當調整控制性勘探孔深度;高層建筑的一般性勘探孔深度應為基底下基礎寬度的0.5~1倍,且應深入至穩定地層。
2.3鉆探
鉆探是進行巖土工程土層劃分的關鍵環節,其主要用于探測軟土顏色、厚度、層位、狀態,掌握地下水的排泄條件、徑流方式及埋入深度,了解巖土層的基本物理學性質指標等。鉆探技術要點包括:(1)對于軟土的取樣應盡量使用薄壁取土器靜壓法,由取樣到試驗的整體過程都應采取有效保護措施,以避免樣品收到水分流失、變形及擾動等外界環境條件影響;(2)對于鐵路或高速公路軟土地基巖土工程的勘察,為防止軟粘土收到擾動和地層性質受到破壞,通常采用干鉆法;若需選用泥漿護壁回轉鉆進時,應采取保護措施以保證軟土地基結構變化不會對土層原始物理力學性質造成影響;(3)鉆孔數量與質量應符合施工方案標準,鉆孔深度需滿足變形與應力設計計算要求;鉆探時各項深度數據都通過丈量采集,累積測量誤差應控制在5cm以下。
2.4測試
(1)原位測試:①剪切波速測試應在沿線選取具有樣本代表性的地段開展,以保證軟土震陷評價的有效性和地基剛度、巖土動力學參數、阻尼比計算的準確性;合理劃分建筑場地搞震設計類別,對于場地地基的卓越周期計算要以樣品性質為依據;②十字板剪切測試應選取代表性路段沿深度方向對地基穩定性存在不同程度影響的軟土層進行測定,勘察在無排泄條件下土層的參與抗剪強度、抗剪強度及靈敏性指標;準確計算地基承載力以確定軟土地基臨界高度,分析軟土固結歷史;測試點的安設間距應符合各代表性路段的每段軟土低層內都存在大于兩組的有效現場剪切標準;③靜力觸探可利用貫入阻力的變化探查軟土在垂直和水平方向上的狀況,并可依據勘探資料和土層劃分狀況,分析軟土的變形模量、承載力、類別等其他力學性能指標;其觸點間距可依據場地環境類型進行確定。(2)軟土剪切試驗:若軟土的卸載和加載頻率過高,其內部水產生的空隙水壓消散速率同時出現變化,此時應選用自重壓力預固結德爾不固結排水三軸剪切試驗;對于透水性能較差的粘性土質可選用無側限的壓強度試驗或十字板剪切試驗;對于可能出現較大突變項目的土體在探測其殘余剪切強度時可采用動態扭剪切試驗、蠕變試驗和動態三軸試驗;對于軟土排水速率快但施工精度較慢可采用直接剪切試驗或固結不排水三軸剪切試驗。(3)室內測試:為有效評估地下水對建筑材料的腐蝕影響,應對地下水開展水質化學分析試驗;對于力學試驗中的加荷標準與級別、應力及路徑條件、試驗邊界條件確定等應以工程現場地質環境作為主要參考,并結合運營期、預壓期、施工工期等進行綜合分析判定;試驗項目也能夠包含前期固結壓力、酸堿度、有機物含量、天然快剪、壓縮系數、液限、粒徑成分、天然密度、固結快剪、天然含水量等。
3結束語
地基工程范文2
不管是任何工程建設,對于建筑地基基礎進行勘察是其必不可少的重要工作環節。其中,地基基礎勘察工作需要做到以下幾點:
1)收集建筑工程設計的總平面圖,分析建筑物建筑地形及平面圖坐標,根據建筑物的性質、規模、構造及基礎的形式來分析建筑的荷載力,根據荷載力來確定地基的埋置深度及地基允許變形范圍。
2)建筑物地基基礎勘察后,對建筑物地基基礎的地質類型、分布情況及工程特性進行查明,繼而分析評價地基的穩定性能和均勻性,找出施工中可能會出現的因地質情況,如軟土層、砂石層地質等對施工造成的影響因素,進而提出行之有效的整治處理方案。
3)對于單棟高層的建筑物,一般勘探點要設置四個以上,并且勘探點要均勻地分布在勘探現場;對于密集型的高層建筑群,其中每棟建筑物至少要設置一個關鍵的勘探點。
4)詳實地勘探深度進行勘察。從基礎的地面算起,勘探深度主要控制在地基的受力層上,地基的地面寬度不得小于五米,同時設置地下室或者裙房的抗浮樁和錨桿,確??碧娇椎纳疃确峡拱纬休d力的評價要求。
5)在進行地基土取樣測試時,要根據地層結構和地基土的均勻性來合理確定勘探點數量;如果地基土質性質不均與,可采取原位測試的方式進行取樣測試。
2支護設計與土方開挖
針對建筑物地基基礎的支護設計,可采用小放坡、水泥砂漿護坡等支護設計技術,具體設計方案如下:
1)將待要開挖的建筑物地基現場的雜物清理干凈,同時對地基下面的排水管道及電纜等供水供電設施搬遷,通過對施工現場的勘察繪制出施工現場平面圖,平面圖內容包括確定開挖的路線、邊坡坡度、排水管及集水井位置等。設置測量控制網,找準并控制好基線、軸線和水準點,經反復審核后確定施工的控制方案。值得提出的是臨時性排水設施的排水溝方向不得小于0.002,以免造成場地積水,對施工造成影響。此外,對于進場的機械設備,要進行必要的維護檢查工作,以免因機械設備故障影響施工進度和施工精度。
2)施工過程中首先要用反鏟挖掘機挖除較硬的土質,遇到巖石層要通過巖石粉碎機進行粉碎處理。其中,反鏟挖掘機在進行分層挖掘土層時或者挖掘較深區域時,運載基坑土的汽車要停靠在反鏟挖掘機的一側,減少反鏟挖掘機回轉角度,提高工作效率。對于基坑的邊角位置,難以通過挖掘機來完成開挖時,可通過人工對其開挖,確?;娱_挖的各項要求都符合設計標準。
3)待基坑開完施工完成后,要加強對基坑的保護工作,可在基坑周圍設置防護裝置,以免施工現場的挖掘機碰壞基坑邊緣或者是其它施工運輸設備破壞基坑。在基坑周邊設置排水渠和集水井,并對場地設置一定的坡度,以防因下雨天氣場地積水或者是水侵入基坑,基坑遭水浸泡后破壞土層強度,待基坑回填后發生沉降影響工程的整體施工質量。
3地下水的控制
地下水是影響地基基礎施工有效進行的重要因素,為了控制好因地下水位過高而破壞地基影響施工可通過管井降水法來處理。
1)承壓的含水層滲透系數通常是自上而下呈遞增變化,降幅相同,降水井越深,單井出水量也越大。但是如果井深超標則會消弱出水量對水位降幅的正面影響,一般情況下管井的井深要比基坑挖深深六米左右。
2)地基含水層的土質一般分為粉質粘土、粉土及粉砂交互層,土質滲透性差,影響管井出水。所以管井井深要穿透含水層至基巖底部。通過地基底部的砂層、卵石層等提高滲透系數,形成完整井,便于出水。
地基工程范文3
關鍵詞:膨脹土;濕陷性黃土;鹽漬土;地基處理
我國地域遼闊,從沿海到內陸,從山區到平原,分布著多種多樣的土類。由于生成時地理環境、氣候條件、地質成因不同以及次生變化等原因,使一些土類具有特殊的成分、結構和工程性質。通常把這些具有特殊工程性質的土類稱為特殊土。隨著人類生活水平的不斷提高,土地的需求日益上漲,人們不得不在各種復雜和軟弱地基上開展工程建設。因此,正確認識各種特殊土的工程特性就顯得尤為重要。
1 膨脹土
膨脹土是指土中黏粒成分主要由親水性礦物組成,同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性和黏性土。膨脹土地基的國內外研究動態國際膨脹土工程問題,始于20世紀20年代末30年代初。由于建筑技術的發展,一些國家過去本來能夠承受較大變形的輕載框架式建筑物,逐漸被承受變性較差的磚石結構所取代,隨之在膨脹土地區便出現了房屋開裂問題。
(1)膨脹土的物理性質及力學性質分析
膨脹土按粘土礦物分類,可以歸納為兩大類:一類以蒙脫石為主,另一類以伊利土和高嶺土為主。蒙脫石粘土在含水量增加時出現膨脹,而伊利土和高嶺土則發生有限的膨脹,引起膨脹土發生變化的條件,分析概述如下:
1.1 含水量
膨脹土具有很高的膨脹潛勢,這與它含水量的大小及變化有關。如果其含水量保持不變,則不會有體積變化。在工程施工中,建造在含水量保持不變的粘土上的構造物不會遭受由膨脹而引起的破壞。當粘土的含水量發生變化,立即就會產生垂直和水平兩個方向的體積膨脹。含水量的輕微變化,僅1%~2%的量值,就足以引起有害的膨脹。
1.2 干容量
粘土的干容重與其天然含水量是息息相關的,干容重是膨脹土的另一重要指標。Y=18.0KN/M3的粘土,通常顯示很高的膨脹潛勢。
1.3 力學性質
在工程地質中,這種粘土的膨脹現象很普通。我們通過土工實驗,得出粘土的力學指標,以供土質力學上的計算。通常對膨脹土的力學分析,主要是對其膨脹潛勢和膨脹壓力的研究后得出的。
1.3.1 膨脹潛勢
膨脹潛勢,簡單的講,就是在室內按AASHO標準壓密實驗,把試樣在最佳含水量時壓密到最大容量后,使得側限的試樣在一定的附加荷載下,浸水后測定的膨脹百分率。
1.3.2 膨脹力
膨脹力,也就是膨脹壓力。通俗的講,就是試樣膨脹到最大限度以后,再加荷載直到回復到其初始體積為止所需的壓力。對某種給定的粘土來說,其膨脹壓力是常數,它僅限于干容重變化。因此,膨脹力可以方便的用作衡量粘土的膨脹特性的一種尺度。
(2)膨脹土路基處理方法
根據膨脹土的結果特性和工程特性,按照膨脹土類型,對膨脹土可采用多種處理方法,一般可分為膨脹土性質改良法、保濕法及換土法三類。膨脹土性質改良法是改變膨脹土的親水性、熱敏性和脹縮性的方法,包括機械改良法(又稱夯實法)、物理改良法及化學改良法;保濕法是保持膨脹土地基中的水分不發生改變,以克服膨脹土吸水膨脹、失水收縮性質的方法;換土法是將膨脹土全部挖除,采用非膨脹土進行換填。
2.1 放緩邊坡
由于膨脹土的工程特性,膨脹土路基邊坡不能很陡,根據膨脹土類型及邊坡高度,邊坡率一般采用1:1.5、1:1.75、1:20三種較緩邊坡。填挖較高時,在從路面起每6.0m高度處設置一級2.0m寬中間平臺,以加強路基邊坡的穩定。
2.2 加強防護
對膨脹土路基坡面采用全防護處理,并綜合考慮安全、美觀、綠化等要求,對中等膨脹土邊坡采用漿砌片石實體防護;對弱膨脹土邊坡采用漿砌片石拱形骨架、人字型預制塊、預制六角空心磚、菱形網絡等邊坡形式進行防護,當邊坡較高時,在邊坡底部設3m搞的矮擋土墻,以確保邊坡坡腳的穩定。
2.3 摻石灰改良
對膨脹土不能直接利用而非膨脹土來源困難或運距較遠不經濟時,采用摻石灰改性膨脹土,石灰劑量為4%~12%,摻石灰改性后應達到脹縮總率小于0.7%為準,以接近零為最佳,根據不同路段膨脹土的具體情況,通過試驗確定具體的摻灰率。
2 濕陷性黃土
2.1 黃土的特性和分布
黃土是指以粉粒為主,含有大量的可溶鹽,顏色以黃色、褐黃色為主的土體。在我國,黃土和黃土狀土廣泛分布在華北、西北等地。黃土在世界上的分布很廣,面積達1300萬km2,約為陸地總面積的9.3%;在我國黃土分布面積達63.5萬km2,主要分布在北緯33度到47度之間。
2.2 濕陷性黃土地基的處理
濕陷性黃土地基處理的目的是為了改善土的性質和結構,減少土的滲水性、壓縮性,控制其濕陷性的產生,部分或全部消除它的濕陷性。
常見的處理濕陷性黃土地基的方法:
(1)灰土或素土墊層
將基底以下濕陷性土層全部挖除或控到預計深度,然后用灰土或素土分層夯實回填,墊層厚度及尺寸計算方法同沙礫墊層,壓力擴散角對灰土取30度,對素土取22度。墊層厚度一般為1.0~3.0m。它施工簡易,效果顯著,是一種常見的地基淺層濕陷性或部分處理的方法。
(2)重錘夯實及強夯法
重錘夯實法適用于處理地下水位上,飽和度不大于0.6的濕陷性黃土。當采用20KN以上的重錘時,一般能夯實1~1.75m厚的土層。若基礎底面以下濕陷性黃土厚度在2m左右,采用重錘夯實,可基本消除其濕陷性;2m以上,可減少其濕陷性。強夯法根據國內使用記錄,錘重100~200KN,自由落下高度10~20m錘擊兩遍,可消除4~6m范圍內土層的濕陷性。
(3)石灰土或二灰擠密樁
適用于加固5~15m深度的濕陷性黃土地基。用打入樁、沖鉆或爆擴等方法在土中成孔,然后用石灰土或將石灰與粉煤灰混合分層夯填樁孔而成(少數也用素土),用擠密的方法破壞黃土地基的松散、大孔結構,達到消除或減輕地基的濕陷性。
(4)預浸水處理
自重濕陷性黃土地基利用其自重濕陷的特性,可在建筑物修筑前,先將地基充分浸水,使其在自重作用下發生濕陷,然后再修筑。
(5)采取有效隔水措施
充分做好建筑物基礎的隔水層,使基礎濕陷性黃土地基無法浸水,已達到避免地基濕陷的目的常用的隔水材料有灰土、油氈以及各種PVC和PE膜,這種方法常常用于對基礎承載力要求不高的設施,如游泳池、供水管床、渠道等。
(6)采用樁基礎等深基礎
采用深基礎穿透濕陷性黃土層,傳力于濕陷土層一下的持力土層上,達到躲過濕陷性黃土層的目的。常用方法就是樁基,尤以灌注樁為主。但應注意由于黃土濕陷所引起的樁側負摩阻力問題。
參考文獻
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地基工程范文4
【關鍵詞】濕陷性黃土;膨脹土;粘性紅土;熔巖地質
1 濕陷性黃土基礎的特性和處理
1.1 濕陷性黃土基礎的特性
在自然情況下,含水的黃土在沒有經過浸濕的情況下,通常就有一定的強度,壓縮性也很小。但是天然黃土在收到水分浸濕后,土質的結構就遭到了破壞,同時其顯現的是附加的下沉,強度也呈現迅速下降的趨勢,此種黃土就稱之為濕陷性黃土。沒有發生濕陷性情況的黃土也就非濕陷性黃土。在濕陷性黃土中也有自重型濕陷性黃土和非自重型兩種。在土壤自重的影響下收到浸濕后發生沉陷的就是自重性濕陷性黃土,而在自重壓力下沒有發生濕陷,在外界壓力和自身重力的共同影響下發生濕陷的就是非自重濕陷性黃土。
在黃土區域,因為外界因素如:管道漏水、地下水位上升等情況,造成黃土浸濕而引起建筑物結構出現不均勻沉降是此類地區的出現地基事故的主要原因。濕陷性黃土出現會導致結構物的大幅度沉降,由此出現開裂、傾斜等情況,嚴重的將影響建筑物的使用。所以,對黃土地基必須采用相應的試驗手段,檢測其黃土的性質,進而明確其是否具備濕陷性,并區別其屬于那種濕陷性黃土,自重型或者非自重型,以此采取針對性的措施進行控制,消除其濕陷性。
1.2 濕陷性黃土的處理
1.2.1 利用灰土和素土回填
此種方法是將地基底部的濕陷性土層全部挖出,或者開挖到設計深度,然后利用灰土和素土開挖部分進行回填,并逐層夯實,并針對不同的回填土采用不同的處理參數,已獲得較好的效果。通常墊層的厚度為1-3m。此種方式可以消除墊層范圍內存在的濕陷性,減輕或者消除濕陷情況的出現。此種方式施工簡單,效果明顯,是一種常見的處理淺層地基濕陷性的方法。施工中應當注意的是控制回填土的質量,對灰土和素土層所具備的最佳含水量和最大干容量等進行嚴格的掌控,否則將不能到達處理效果。
1.2.2 夯實法
夯實的方法可以是重錘法和強夯。重錘方法對淺層土層的濕陷性作用明顯,如采用15-40KN的夯錘,落高控制在2.5-4.5m,在最佳含水量的條件下,對1-1.6m范圍內的濕陷性消除效果較好。強夯法是采用錘重100-200KN,高度在10-20m范圍內,夯擊兩遍,此方法據測算可消除4-6m內的濕陷性。此兩種方法在使用是都應進行實地的夯擊試驗,以保證參數準確而到達設計效果,保證施工質量。
1.2.3 擠密樁處理
施工中采用打入樁、沖鉆、爆擴等方法在土層中成孔,然后將石灰土、石灰+粉煤灰等材料分層填入樁孔中,并夯實,形成擠密樁,以此破壞黃土地基的濕陷性。擠密樁的效果是來自擠密的程度高低,采用樁徑、樁距的不同將產生不同的效果,因此應進行實地的試驗來確定,要求地基土在擠密樁范圍內達到邊緣干容量達到設計范圍。應注意的是,采用擠密樁的同時應配合對地基表面的防水處理。
1.2.4 預浸濕方法
如地基土層檢定為自重濕陷性黃土,則可以利用此種特征對其進行處理 ,在建筑施工前對地基進行先行的浸濕處理,使其在自重的作用下發生人為濕陷,待濕陷充分后在進行基礎施工等。實際的應用中,表明此方法可消除地下數米外的黃土的自重濕陷性,而表面數米以內的土層往往因為壓力不足而仍然具有濕陷性,需要進行再次處理。
2 膨脹土質地基
膨脹土質實際上是一種高塑性的粘性土,微觀上看含有大量的親水礦物質,明顯的特征就是吸水出現膨脹、失水收縮、吸水再膨脹、失水再收縮的特性,其反復性特征明顯,這是膨脹土的重要特性。膨脹土除了具備脹縮性質外,還具備了多裂隙和超固結的性質。在工程中技術人員可以將裂隙或者地裂發育的可見深度作為膨脹土風化作用的深度,通常自由膨脹率在40%的就看做是膨脹土。
處理方式:1、換土回填,即采用灰土進行置換,根據施工區域的地質情況確定置換的參數,也可采用砂石墊層進行處理,其厚度應大于300mm,而且寬度應大于地基底部寬度。2、利用化學法改良土質,利用拌合石灰的方法對膨脹土層進行改良,或者利用石灰砂樁、石灰漿壓注等對土質進行干擾,以此消除膨脹形變。3、挖除法,即對厚度不大的膨脹土層進行挖除的方法,消除膨脹土質的影響。
3 紅粘土地基
紅粘土主要是呈現棕紅色、褐黃色,覆蓋于碳酸盆巖系的巖層上,液限較高的塑性粘性土,此類粘土為原生紅粘土,而液限較低的則可稱之為此生紅粘土。紅粘土的產生和分布主要是因為地質歷史氣候因素的影響,在氣候影響下碳酸盆母巖的上層產生風化而形成。紅粘土的工程特征是:塑性高、空隙比大、天然飽和度為90%以上,使得紅粘土構成一相體系;土質指標變化幅度大;物料指標和力學指標體現出的特性與一般粘土有所區別;因為粘土中的裂隙,力學參數中 抗剪指標差異明顯;在膨脹性能方面體現的是收縮性,在天然情況下膨脹量極低,收縮性較大。
處理方法:在天然地基上施工的時候,應將地基做淺埋處理,目的是考慮到利用具備較高的承載力表面堅硬或者硬塑性土質作為持力層;基底以下保持原有的較厚的硬質土層,使其附加的應力相對小,以此使得下臥層的承載要求;基礎底部土層厚度變化較大的時候,應保持相對較厚的可壓縮層,減少相鄰點之間的沉降差異。應對不均勻的地基,應進行必要的處理。對外露的石芽進行褥墊;對較厚而狀態不均勻的區域采用置換方式處理。當石芽密度大而溶槽不寬時,應保證土層的厚度小于1.2m,并以此標準對厚度超出的部位進行挖除。當石芽的數量不多,且周圍土層厚度不均勻的時候,應對石芽進行處理,打掉一定厚度,并對此位置進行褥墊,材料為煤渣、中細砂等。
4 巖溶地基
巖溶地區主要是以溶洞為主要特征,其形成主要是因為地層結構中有可溶性的石灰巖、泥灰巖等,因為長期受到地下水的溶蝕作用而形成了大小不一的溶洞。此種地質類型在施工過程中會因為作業的干擾而打破其原有的穩定結構,出現溶洞的坍塌等情況。以此改變了地基的穩定性,后期建筑載荷的作用也有可能會造成溶洞的超載,出現塌陷,影響建筑的穩定和安全。
處理方法:對在地面或者淺層強度較低的溶洞應在實地勘察的基礎上,的溶洞:進行挖除處理,并對其內部進行回填。采用碎石、礫石、灰土、混凝土進行分層的回填并夯實。淺層溶洞則可進行頂部爆破,然后進行分層的回填并夯實。如洞體結構強度高,巖層的持力性較強,可以 利用石料或者混凝土進行砌拱,外部用素混凝土灌注;或者砌石柱、灌注樁等進行處理;小型的溶洞則利用砌石進行找平。
對埋藏較深、較大、頂板較厚的溶洞可鉆孔向洞內灌水泥砂漿或低強度等級混凝土填塞;如能進入洞內亦可用石砌柱支承對洞頂無流動水、洞深5m左右,且無連續貫通溶道的溶洞,可在洞內埋壓漿管填塊石、碎石至洞頂,再用壓力灌漿方法壓注水泥砂漿將石間縫隙填實。
參考文獻:
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地基工程范文5
關鍵詞:建筑工程;樁基檢測;準確性;安全性;發展方向
中圖分類號:[TU761.4]文獻標識碼:A
前言:為了有效保障建筑工程質量和安全,在進行樁基礎施工時必須做好樁基的檢測工作。樁基的檢測工作時建筑工程地基基礎設計時確保參數的準確性、安全性、可靠性以及經濟學的重要保障和基本前提。經濟全球化的發展帶動了建筑行業的飛速發展,高層、超高層建筑、鐵路、橋梁、公路、隧道工程都高速發展開來??茖W技術的快速發展,使得建筑層高日益加大,建筑高度越大對地基承載能力的要求也就越大,因此樁基檢測對于建筑工程的安全性具有重要意義,其發展前景也日益廣闊。
一、樁基檢測的新技術---基樁鉆芯檢測鉆孔成像技術
基樁鉆芯檢測鉆孔成像技術是一種成像分析技術,是通過使用鉆孔成像儀來進行樁基檢測的,借助鉆孔成像儀來對樁基的鉆心孔進行分析。電纜、成像探頭以及主機是鉆孔成像儀的組成部分,具有下面的幾個特點:第一,可以直接反應出樁基的鉆孔芯內的混凝土的溝槽、混凝土;離析現象以及蜂窩麻面等的準確的位置以及出現這些質量問題的嚴重程度;第二,基樁鉆芯檢測鉆孔成像技術可以對樁底的沉渣厚度進行準確的測量,并且對其方位進行精確的判斷;第三,基樁鉆芯檢測鉆孔成像技術可以作為鉆空芯孔偏出樁外的方向判斷的輔助方法;第四,基樁鉆芯檢測鉆孔成像技術可以用來觀測巖石結構、裂
隙、巖溶地層巖性、斷層以及夾層等。
二、新型樁基檢測技術的發展方向
樁基和土之間關系非常復雜,兩者之間互相聯系互相作用,影響樁基和土之間關系的因素又具有不確定性和復雜性,并且樁基的形狀各式各樣又存在不確定關系以及非線性關系,導致樁基的檢測難度加大,準確性和安全性難以保障。因此樁基檢測未來的發展方向會逐步應用人工智能技術的來進行樁基檢驗,目前國內外的許多學者已經開始使用神經網絡算法、遺傳算法以及小白分析等智能方法進行樁基檢測的相關研究,人工智能理論的應用將是樁基檢測未來發展的主要方向。
2.1、神經網絡在樁基檢測安全性和準確性中的發展和應用
神經網絡模型建立以來在許多領域進行了推廣使用并取得來了顯著效果。目前已經有學者將神經網絡模型應用到樁基的檢測中,神經網絡模型可以用來預測樁基的承載能力。還可以根據裝的入土深度、標貫擊數、土體應力、土體特征等來進行樁基橫向承載力的預測,并且預測結果準確的極高。除此之外,回歸神經網絡模型可以與用到多種類型的樁基的承載力預測中,之后將實驗結果進行對比發現,在進行樁基的豎向承載力的預測時使用通用的神經網絡模型效果更為顯著。神經網絡模型在樁基檢測中的使用,可以大幅度提高對樁基承載力的預測準確度,進而提高樁基檢測的安全性和準確性,將是樁基檢測未來的發展方向。
2.2、小波分析在樁基檢測安全性和準確性中的發展和應用
隨著神經網絡的發展,小波分析同樣得到了廣泛的應用,并取得了突破性的飛躍。小波分析在進行樁基檢測時有著先天的優勢,這是因為小波分析的優點和樁基動測信號的特點相匹配,可以很好地運用到基樁的動測信號的分析中,效果顯著。小波分析法還可以應用大哦哦基樁的數值模擬基樁的動測信號以及現場信號的測試等方面。除此之外,小波分析法還可以和神經網絡模型結合起來運用到樁基的檢測中,進一步提高檢測的準確度。使用神經網絡模型了訓練樁基,將樁基進行智能化的分類,同時小波分析法為樁基的完整性檢測提供堅實的基礎。小波分析法及其與神經網絡模型的結合在樁基檢測中的使用,可以大幅度提高對樁基承載力的預測準確度,進而提高樁基檢測的安全性和準確性,將是樁基檢測未來的發展方向。
2.3、遺傳算法在樁基檢測安全性和準確性中的發展和應用
遺傳算法在樁基檢測過程中可以應用在兩個方面。第一個方面是遺傳算法可以和神經網絡模型以及支持向量機等模型有機結合起來使用,可以用來彌補神經網絡模型算法容易陷入局部最小、算法容易震蕩以及收斂速度慢的缺陷,將遺傳算法和神經網絡模型結合起來運用到樁基檢測中可以很好的預測樁基的豎向承載力。第二個方面的應用是在基樁的參數反演分析以及基樁的損傷識別中直接運用遺傳算法,該算法可以擬合預測到的樁基的時程響應曲線,之后進行樁基完整性預測,并將樁基檢驗的結構量化。遺傳算法及其與神經網絡模型的結合在樁基檢測中的使用,可以大幅度提高對樁基承載力的預測準確度,進而提高樁基檢測的安全性和準確性,將是樁基檢測未來的發展方向。
結束語:文章中筆者結合多年的工作經驗對樁基檢測新技術進行了分析介紹,并對其未來的發展方向進行了分析介紹。目前我國的樁基檢測技術使用的都是高應變、低應變等檢測方法在使用過程中經常出現有效檢測深度、第二缺陷判斷、應力比反射法的尺寸等問題。各種數學算法、數學模型的發展和應用為樁基檢測打開了一扇門,可以有效的解決上述問題,并且已經取得了顯著的研究成果。目前樁基檢測的未來發展方向主要有兩個方向,其一就是不斷的研發新的硬件設施,來提高檢測儀器的準確度;其二就是軟件的開發,這是基于計算機技術快速發展的基礎上,通過將各種數學模型運用的樁基的檢測中來提高檢測的安全性和準確性。
神經網絡模型、小波分析、遺傳算法等在樁基檢測時可以有效提高樁基檢測的安全性和準確性,但是目前這是在研究解決還沒有應用到樁基檢測中,將是樁基檢測未來的發展方向。主要反應在下面的四個方面:
(1)遺傳算法和神經網絡模型以及小波神經分析法的結合使用在進行樁基檢驗室可以進行樁基承載力的預測以及樁基的損傷識別,有效提高樁基檢測的安全性和準確性。
(2)遺傳算法和神經網絡模型以及小波神經分析法的結合使用實現了樁基檢測的智能化識別,是樁基檢測未來的發展方向。
(3)可以使用小波系統和神經網絡來制定一個系統進行基樁的職能測試??梢越柚鶰atlab軟件進行二次開發。
(4)數學方法的使用可以幫助建立資料數據庫,保證資料的完整性,也方便不同地區不同工程之間的經驗積累,為樁基檢測的安全性和準確性奠定了堅實的基礎。
參考文獻:
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地基工程范文6
關鍵詞:建筑工程; 地基勘察; 地基處理
隨著我國建筑業高速發展,建筑規模越來越大,建筑高度也隨之增加, 再此情況下, 如何取得準確可靠的建筑地基勘察資料、了解地基的工程地質和水文條件, 為確定地基承載力和進行基礎設計提供依據, 從而進行正確的地基處理, 進而保證建筑質量成為當前工程建設面對的重要問題。
任何一項建筑物或構筑物必然座落在地基之上。 地基的穩定性、承載能力和變形特性,對位于其上的建筑物的安全和正常使用至關重要, 因此在地基基礎設計之前必須充分了解地基的特點, 即地基的巖、 土構成, 各巖土層的物理力學性質, 地下水的賦存情況等。要獲得這些資料, 必須進行地基勘察。 本文針對目前建筑地基勘察的主要勘察任務、 注意問題、 建筑地基的設計及地基處理進行簡要分析。
一、 工程地質勘察的主要內容及要求
1、 取得附有坐標及地形的建筑物總平面布置圖, 各建筑物的特點以及可能采取的基礎型式、 尺寸、 預計埋置深度,對地基基礎設計的特殊要求等。 同時查明不良地質現象的成因、 類型、 分布范圍、 發展趨勢及危害程度, 并提出評價與整治所需的巖土技術參數。 查明建筑物范圍各層巖土的類別、 結構、 厚度、 坡度、 工程特性, 計算和評價地基的穩定性和承載力。
2、在地震設防區劃分場地土類型和場地類別, 并進行場地與地基地震效應評價。對抗震設防烈度大于或等于 6 度的場地, 應劃分場地上類型和場地類別; 對抗震設防烈度大于或等于 7 度的場地, 尚應判定飽和砂土或飽和粉土的地震液化并應計算液化指數。
3、 查明地下水的埋藏條件。當基坑降水設計時尚應查明水位變化幅度與規律, 提供地層的滲透性。 判定環境水和土對建筑材料和金屬的腐蝕性, 了解建筑物地下水類型、 埋藏深度、 動態、 化學成分, 判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期間可能產生的變化及其對工程的影響, 提出防治措施。
4、對深基坑開挖尚應提供穩定計算和支護設計所需的巖上技術參數;論證和評價基坑開挖、 降水等對鄰近工程的影響。推薦承載力及變形計算參數, 提出地基、 基礎設計和施工的建議, 尤其是不良地質現象處理的對策。
二、 特殊性土勘察時的注意問題
1、 黃土濕陷性注意問題。以消除黃土濕陷性為目的而采用土或灰土樁擠密等方案時, 應重點查明場地濕陷類型、 地基濕陷等級、 濕陷性土層的分布范圍, 非濕陷性土層的埋深及性質, 提供地基土的濕陷系數、 自重濕陷系數、 干密度、 含水量、 最大干密度和最優含水量等指標。
2、 沙土、 粉土液化注意問題。以消除沙土、 粉土液化為目的而采用砂石樁擠密等方案時, 應重點查明建筑場地液化等級: 提供地基土層的標準貫入試驗錘擊數、 比貫入阻力、 相對密度以及液化土層的層位及厚度。
3、 高層建筑采用剛性樁復合地基方案時, 應查明承載力較高、 適宜作為樁端持力層的土層埋深、厚度及其物理力學性質以及地基土的承載力特征值。
4、 采用柔性增強體、 半剛性增強體復合地基方案提高高層建筑地基承載力時, 應查明相對軟弱土層的分布范圍, 深度和厚度情況,以及設計、 施工所需的有關技術資料。對黏性土地基, 應取得地基土的壓縮模量、不排水抗剪強度、 含水量、 地下水位及值、有機質含量等指標,對砂土和粉土地基應取得天然孔隙比、 相對密度、 標準貫人試驗錘擊數等指標。
三、建筑工程的地基基礎設計
1、 做好擴展基礎的計算
首先做好基礎底面積的計算, 應按地基承載力和變形計算確定;其次計算基礎高度和變階處的高度, 應按沖切、 剪切計算確定; 最后計算基礎底板的配筋, 應按抗彎計算確定。
2、 設計箱筏基礎
2.1 箱形基礎的高度應滿足結構承載力和剛度的要求。 箱形基礎的底板厚度應根據實際受力情況、 整體剛度及防水要求確定。 底板除計算正截面受彎承載力外, 其斜截面受剪承載力應符合要求。 箱形基礎底板應滿足受沖切承載力的要求。
2.2 梁板式筏基底板的板格應滿足受沖切承載力的要求。 梁板式筏基的基礎梁除滿足正截面受彎及斜截面受剪承載力外,尚應驗算底層柱下基礎梁頂面的局部受壓承載力。
2.3 平板式筏基的板厚應能滿足受沖切承載力的要求。 平板式筏板除滿足受沖切承載力外, 尚應驗算柱邊緣處筏板的受剪承載力。
3、 進行樁基礎的設計
3.1 樁基必須進行承載能力極限狀態的計算, 根據樁基的使用功能和受力特征進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算;對樁身及承臺承載力進行計算; 對于樁身露出地面或樁側為可液化土、 極限承載力較小的細長樁尚應進行樁身壓屈驗算;對混凝土預制樁尚應按施工階段的吊裝、 運輸和錘擊作用進行強度驗算;當樁端平面以下存在軟弱下臥層時, 應驗算軟弱下臥層的承載力; 對位于坡地、 岸邊的樁基應驗算整體穩定性。
3.2 樁端持力層為軟弱土的一、 二級建筑樁基以及樁端持力層為粘性土、 粉上或存在軟弱下臥層的一級建筑樁基, 應驗算沉降。
3.3 樁穿越較厚松散填土、 自重濕陷性黃土、 欠固結土層進入相對較硬土層時, 樁周存在軟弱土層, 鄰近樁側地面承受局部較大的長期荷載, 或地面大面積堆載時, 由于降低地下水位, 使樁周土中有效應力增大, 并產生顯著壓縮沉降時, 當樁周土層產生的沉降超過基樁的沉降時, 應考慮樁側負摩阻力。
四、進行地基處理時的勘察及處理技術
1、 建筑地基的處理技術
1.1對重要工程,應預先在現場選擇試驗區進行預壓試驗,在預壓過程中應進行豎向變形、 側向位移、 孔隙水壓力等項目的觀測以及原位十字板剪切試驗。根據試驗區獲得的資料分析地基的處理效果,與原設計預估值進行比較,對設計作必要的修正,并指導全場的設計和施工。
1.2 強夯施工前, 應進行試夯或試驗性施工, 查明場地范圍內的地下構筑物和各種地下管線的位置及標高等, 并采取必要的措施,以免因強夯施工而造成損壞。 當強夯施工所產生的振動,對鄰近建筑物或設備產生有害的影響時, 應采取防振或隔振措施。
1.3 深層攪拌設計前必須進行室內加固試驗, 針對現場地基土的性質,選擇合適的固化劑及外摻劑,為設計提供各種配比的強度參數。在制定高壓噴射注漿方案時, 應掌握場地的工程地質、 水文地質和建筑結構設計資料等。對既有建筑尚應搜集竣工和現狀觀測資料、鄰近建筑和地下埋設物等資料。
2、 建筑行業發展新形勢下的地基處理方法
隨著諸多科技成果在建筑行業領域的應用,地基處理方法也越來越多,下面我們針對幾種最為常見的科技含量較高的地基處理方法進行分析。
2.1 機械碾壓法。采用平碾、 羊足碾、 振動碾等壓實地基土, 適用于大面積填土地基的施工。主要有重錘夯實法、 振動壓實法、 強夯法等, 其中強夯法是在重錘夯實法的基礎上發展的新方法。
2.2 化學加固法。是指利用化學漿液或膠結劑, 通過壓力或電滲原理, 采用灌注、 壓入、 高壓噴射或拌和, 使漿液與土粒膠結,以改善地基土的物理與力學性質的地基處理方法。目前采用的漿液有水泥漿液、以水玻璃為主的漿液、以丙烯酰胺為主的漿液、以木質素為主的漿液等。